建筑设备节能新技术第一章

第一章建筑节能概述一、建筑节能的涵义建筑节能是指在建筑材料生产、房屋建筑施工及使用过程中，合理地使用、有效地利用能源，以便在满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗，以达到提高建筑舒适性和节省能源的目标。

自1973年发生世界性的石油危机以来的三十多年间，在发达国家，建筑节能的涵义经历了三个阶段：第一阶段,称为在建筑中节约能源（energy saving in buildings），我国称为建筑节能。

第二阶段，称为在建筑中保持能源（energy conservation in buildings），意为在建筑中减少能源的散失。

第三阶段，近年来，普遍称为在建筑中提高能源利用率（energy efficiency in buildings），意为不是消极意义上的节省，而是积极意义上的提高能源利用效率。

在我国，现在通称的建筑节能，其涵义应为第三阶段的内涵，即在建筑中合理地使用和有效地利用能源，不断提高能源利用效率。

因此，所谓建筑节能，就是在改善建筑舒适性的前提下，节约能源，提高能源的利用率，在建筑设计上，充分利用自然资源设计朝向、痛风性能好的房屋；在屋面、墙体和门窗等建筑外围护结构上，使用具有隔热和保温性能良好的材料；在采暖供热、空调制冷、采光照明等建筑工程上尽量使用能耗较低的产品，同时尽可能开发利用太阳能和地热资源等新能源。

二、世界能源资源状况根据BP Amoco石油公司发表的世界能源统计报告，截止到2001年末，全世界各种能源资源的大致情况如下：煤炭剩余可采储量为9.84×1011t，按2001年世界煤炭产量2.25×109t折算，储采比约为437年。

石油剩余可采储量为1.43×1011t，按2001年世界煤炭产量3.58×109t折算，储采比约为40年。

天然气剩余可采储量为1.55×1014m3，按2001年世界煤炭产量2.46×1012m3折算，储采比约为63年。

2001年全世界煤炭、石油、天然气的消费约占整个一次能源消耗的87%。

分析上述数据可以看出，常规能源的供给将会日趋紧缺。

三、我国的能源资源我国人口众多，约占世界总人口的21%。

而已探明的非再生能源储量占世界储量的比例分别为：煤炭11%，石油2.4%，天然气1.2%。

人均能源占有量不到世界平均水平的一半，石油仅为1/10。

能源资源相对匮乏。

目前，我国能源现状和特点：1、能源生产和消费结构仍以煤炭为主我国是世界上主要国家中最依赖于煤炭的国家，2001年一次能源消费结构中，世界煤炭、石油、天然气、水电（包括核电）比例分别是24.7%、38.5%、23.7%和13.1%，美国哦同比数据分别是24.8%、40.0%24.9%和10.3%，我国同比数据分别为62.0%、27.6%、3.0%和7.4%。

相比之下，我国的能源结构很不合理，以煤炭为主的能源结构是造成能源浪费、环境污染和能源利用率地下的主要原因。

2、人均能源消费水平仍很低我国自改革开放以来，经济迅速发展，能源消费量也日益增大，1999年我国一次能源的总消费量为1106.24Mt标准油（折合1585.24Mt标准煤），仅次于美国居世界第二位，占世界一次能源消费量的11.3%，但我国人均能源消费水平仍很低，1999年我国人均能源消费量仅为0.85t标准油，约为世界人均能源消费水平的1/2，美国人均能源消费水平的1/10。

3、能源利用率低单枪国际上通常采用国内生产总值（GDP）的能耗强度作为衡量能源效率的宏观指标。

GDP能耗强度是指单位国内生产总值所消费的能源量。

GDP能耗强度低，表示能源利用率越高，反之亦然。

1999年我国GDP能耗强度约为0.99t标准油/千美元，约为世界平均水平的3.3倍，美国的3.8倍，日本的10.3倍。

由此可见，我国的能源利用率远远落后于世界的平均水平。

4、电力迅速增长，但电力消费水平仍然很低从1980年到2000年，我国电力总消费量由3006亿kwh增长到11503亿kwh，平均年增长率为7%左右。

电能是高效、清洁的二次能源，增加一次能源用于发电的比重有利于环境保护，也有利于提高总能源的利用效率。

1980年我国用于发电的能源占一次能源总量的20.6%，1999年增加到33.8%，有了很大的提高。

但同期世界平均水平为42.0%，美国已达到65.7%，几乎是我国的2倍。

1999年我国人均电力消费量为935.58kwh，而世界平均为2280.27kwh，是我国的2.24倍，美国人均电力消费达13450.96kwh，约为我国的14.38倍。

四、建筑能耗1、狭义建筑能耗建筑运行能耗：主要包括建筑中的采暖、空调、照明、家用电器、生活热水供应、炊事用具等建筑用能设备的运行能耗及建筑设备运行能耗。

在我国建筑运行能耗状况的研究方面，不同学者研究结果差异较大。

例如，中国建筑业协会建筑节能专业委员会涂逢祥等人认为2001年我国建筑运行能耗占全国总能耗的比例为27.6%，中国能源发展战略与政策研究课题组提供的数据为26.5%，清华大学江亿的研究结果为21-24%，发改委能源研究所康艳兵等人提供的数据为20%，同济大学龙惟定认为该比例约为20%。

2、广义建筑能耗建筑运行能耗建筑材料能耗：主要包括建筑物建筑过程中，消耗的钢铁、有色金属、水泥等非金属建材和化工建材等材料生产过程的能耗。

建筑间接能耗：主要包括各种建筑设备的制造能耗、建筑机械的制造能耗、建材运输能耗，以及建筑消耗能源的生产、加工、运输或输送的能耗。

在广义建筑能耗中，建筑运行能耗的比例最大，约占全国总能耗的20%以上，材料能耗和间接能耗分别占全国总能耗的15%和10.5%，减少建筑运行能耗是建筑节能工作的关键，但同时，减少建筑材料能耗同样具有重要意义。

五、我国建筑能耗状况和节能潜力我国目前城镇民用建筑( 非工业建筑) 运行耗电占我国总发电量的2 2 %-2 4 %，北方地区城镇供暖消耗的燃煤占我国非发电用煤量的15 %-1 8 %( 建筑消耗的能源占全国商品能源的2 1 %-2 4 %0) 这些数值都仅为建筑运行所消耗的能源，不包括建筑材料制造用能及建筑施工过程能耗。

目前发达国家的建筑能耗一般占总能耗的1 / 3 左右。

随着我国城市化程度的不断提高，第三产业占G D P比例的加大以及制造业结构的调整，建筑能耗的比例将继续提高，最终接近发达国家目前的33 %的水平。

根据近3 0 年来能源界的研究和实践，目前普遍认为建筑节能是各种节能途径中潜力最大、最为直接有效的方式，是缓解能源紧张、解决社会经济发展与能源供应不足这对矛盾的最有效措施之一。

1、民用建筑运行能耗消耗方式我国城镇民用建筑能源消耗按其性质可分为如下几类:1) 北方地区供暖能耗，目前城镇民用建筑供暖能耗按标准煤计平均约为2 0 k g / m2，城镇民用建筑供暖面积约为6 5 亿m2，此项能耗约占民用建筑总能耗的5 6 %一5 8 %;2) 除供暖外的住宅能耗( 照明、炊事、生活热水、家电、空调)，折合用电量为1 0 3 0 k Wh / (m2·a )，目前城镇住宅总面积接近1 0 0亿m2，约占民用建筑总能耗的1 8 %-2 0 %;3) 除供暖外的一般性非住宅民用建筑( 办公室、中小型商店、学校等) 能耗，主要是照明、空调和办公室电器等，年用电量在2 0 -4 0 k Wh / (m2 a ) 之间，约占民用建筑总能耗的1 4 %一1 6 %;4)大型公共建筑( 高档写字楼、星级酒店、大型购物中心等) 能耗，此部分建筑总面积不足民用建筑总面积的5%，但单位面积年用电量高达100 -300k Wh / (m2 a )，因此总用电量占民用建筑总用电量的3 0 %以上，此部分建筑能耗占民用建筑总能耗的12 %一14 %，是非常值得关注的部分。

上述分析之所以把供暖能耗分出是因为此部分能耗以直接燃煤和热电联产之排热为主，而其他部分能耗则以用电为主; 之所以把非住宅民用建筑分为一般与大型是因为这两类建筑的单位面积用电量差别巨大。

目前我国正处在城市化高速发展的过程中。

为适应城镇人口飞速增长的需求和继续改善人民生活水平的需要，在2 0 2 0年前我国每年城镇新建建筑的总量将持续保持在1 0亿m2/ a 左右，到2 0 2 0 年新增城镇民用建筑面积将为1 0 0 -1 5 0 亿m2。

由于人民生活水平提高，供暖需求线不断南移，新建建筑中将有7 0 亿m2以上需要供暖, 10亿m2左右为大型公建类) ，按照目前建筑能耗水平，则需要增加的用于供暖的能量按标准煤计达1.4 亿t / a ，需增加的用电量达40 0 0 亿一45 0 0 亿k Wh / a 。

这将成为对我国能源供应的巨大压力。

2、节能潜力1) 北方地区供暖在实施建筑节能标准之前建造的建筑，冬季供暖平均热指标在3 0 - 5 0 W/ m2，为北欧相同气候条件下建筑供暖能耗的2- 3 倍。

新建建筑通过改进建筑设计、加强围护结构保温和有效利用太阳能，可使建筑供暖需热量降低至目前的1 / 2 甚至1/3，供暖标煤耗量可仅为6 ~ 7 k g / m2。

目前北方城镇建筑近6 0 %采用不同规模的集中供热系统供热。

由于调节不当导致部分建筑过热、开窗散热造成的热量浪费平均为供热量的30 %以上。

部分小型燃煤锅炉效率低下也是造成能耗过高的原因之一。

通过更换供热方式、改善管网系统的调节、提高热源效率这三方面的改进，现有建筑的供暖能耗也可以在目前水平上减低3 0% 。

这样，对新建建筑全面采用节能措施，对现行的供热系统进行节能改造，可以使到2 0 2 0年实现这些新增建筑供暖后，我国北方地区建筑供暖能耗总量与目前相同，大大缓解届时对能源供应的压力。

2) 除供暖外的住宅建筑除供暖外，住宅能耗中的用电量为1 0 - 3 0 k Wh / (m2·a ) ，随生活水平的提高目前呈上升趋势; 生活热水能耗在大城市中也逐渐加大。

推广节能灯和节能家电对降低住宅电耗有重要作用; 改进建筑设计、降低夏季空调能耗，也可以使住宅电耗减少3 - 8 k Wh / (m2· a ) 。

及时开发和推广高效的家用生活热水装置，可避免由于生活热水需要量的不断增长所导致的住宅能耗新的增加。

对现有住宅的照明和用电设备实行节能改造，对新建住宅从建筑形式、通风、遮阳等方面全方位采取措施，可以使得在增加1 0 0 亿m2住宅后，除供暖外的住宅能耗总量仅在目前基础上增加5 0 %，维持在2 0 0 0 亿k Wh / a 内。

3) 除供暖外的一般性非住宅民用建筑一般性非住宅民用建筑的能源消耗性质接近住宅，其照明和电器耗电更大，但炊事和生活热水能耗要小。